Question

10．應(yīng)用下列裝置，在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物加熱，并通入水蒸氣，就可以完成“高溫下，F(xiàn)e與水蒸氣的反應(yīng)實驗”．
請完成該實驗中的問題：
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）實驗前對整套裝置進行氣密性檢查的操作是把導(dǎo)管口的下端浸入水中，用雙手緊握燒瓶的外壁，如果觀察到導(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好．
（3）燒瓶底部放置了幾片碎瓷片，碎瓷片的作用是防止暴沸．
（4）酒精燈和酒精噴燈點燃的順序是先點燃酒精燈，后點燃酒精噴燈．
（5）整套裝置有一個設(shè)計缺陷是沒有尾氣處理．

Answer 1

分析 （1）鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)冒出的氣泡和回流的水柱來判斷；
（3）放置了幾片碎瓷片防止暴沸；
（4）如果在一套裝置中需要兩處加熱，一定要注意點燃加熱儀器的順序，一般是根據(jù)實驗的安全性和對實驗結(jié)果的影響來考慮；
（5）A為氫氣的吸收裝置，但缺少尾氣處理裝置．

解答 解：（1）鐵和水蒸氣反應(yīng)，鐵的化合價升高，鐵作還原劑，水中氫的化合價降低，水作氧化劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂，
故答案為：3Fe+4H₂O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂；
（2）檢查裝置氣密性的方法是：把導(dǎo)管口的下端浸入水中，用雙手緊握燒瓶的外壁，如果觀察到導(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好．故答案為：把導(dǎo)管口的下端浸入水中，用雙手緊握燒瓶的外壁，如果觀察到導(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好；
（3）放置了幾片碎瓷片防止暴沸，故答案為：防止暴沸；
（4）點燃加熱儀器的順序要考慮實驗的安全性和對實驗結(jié)果的影響，在本實驗中為了防止鐵與空氣中的氧氣在加強熱的條件下反應(yīng)，應(yīng)該先點燃酒精燈，排掉硬質(zhì)玻璃管內(nèi)空氣，為Fe與水蒸氣的反應(yīng)實驗提供持續(xù)不斷的水蒸氣，
故答案為：先點燃酒精燈，后點燃酒精噴燈；
（5）A為氫氣的吸收裝置，但缺少尾氣處理裝置，所以整套裝置有一個設(shè)計缺陷是沒有尾氣處理，故答案為：沒有尾氣處理．

點評 本題為鐵及其化合物的性質(zhì)實驗，掌握鐵和水蒸氣反應(yīng)的原理和產(chǎn)物的檢驗是解答的關(guān)鍵，題目難度不大．